開花是指高等植物從營養生長過渡到生殖生長的重要生理過程,該過程受到激素等內源訊號以及光、溫度等外在環境的共同調控。此外,已有大量的研究表明,病原菌侵染、乾旱、鹽害、過高或過低的氣溫等逆境脅迫也會都會影響植物開花的時間;這些逆境脅迫調控植物開花時間的相關機制也在模式植物擬南芥中進行了精細的解析。鐵元素作為植物生長發育所必需的一種微量元素,過多或者過少都不利於植物生存。在農業生產和前期對缺鐵訊號的研究過程中,人們發現生長在缺鐵環境下的植物開花時間會明顯延遲,說明缺鐵很有可能會抑制植物開花。那麼,缺鐵環境是如何調控植物開花時間的?缺鐵調控植物開花時間的訊號通路是什麼?
版納植物園與雲南大學研究團隊聯合研究發現缺鐵調控擬南芥開花誘導的新機制,發現野生型擬南芥的開花時間在長日照條件下明顯受到缺鐵訊號的影響。錶型分析表明,在缺鐵環境下,擬南芥通過缺鐵誘導的轉錄因數bHLH38、bHLH100和bHLH101(bHLH38/100/101)冗餘地調節開花時間和開花相關基因FT的表達。遺傳學分析顯示,阻斷FT的表達能够抑制bhlh38/100/101三突變植株的早花錶型,說明bHLH38/100/101調控開花依賴於FT。進一步研究表明,bHLH38/100/101能分別與FT的主要啟動因數CO相互作用,從而干擾CO的對FT基因的轉錄啟動功能。綜上所述,缺鐵環境通過bHLH38/100/101?CO?FT訊號在長日照條件下調控擬南芥的開花時間。
相關研究成果以Iron deficiency-induced transcription factors bHLH38/100/101 negatively modulate flowering time inArabidopsis thaliana為題發表在植物學期刊Plant Science上。
bHLH38/100/101調控開花時間於依賴FT基因
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